Teoría Electromagnética I
Hoja de materia:
DATOS GENERALES:
| Descripción: | En este curso se estudia la electrostática, la magnetostática y los fenómenos electromagnéticos producidos por campos eléctricos y magnéticos variables en el tiempo, hasta formular la teoría electromagnética con las ecuaciones de Maxwell. Durante el desarrollo del curso se hace un uso intensivo y extensivo de los métodos matemáticos, incluyendo la solución de problemas con valores en la frontera y las funciones especiales. Se aplican constantemente los resultados del cálculo vectorial y la teoría se construye partiendo de bases empíricas. |
| Seriación y Correlación: | Subsecuentes: Física general III, Métodos Matemáticos II. |
| Consecuentes: Optativas. | |
| Objetivo: | Conocer, entender y saber aplicar las leyes de la electrostática y magnetostatica así como los experimentos que las fundamentan. Revisando los fenómenos eléctricos y magnéticos producidos por cargas eléctricas en reposo, por corrientes eléctricas constantes y por cargas aceleradas, hasta formular la teoría con las ecuaciones de Maxwell y estudiar su implicación en la propagación de ondas electromagnéticas y demostrando conocimiento amplio y detallado de la evolución histórica de las leyes del electromagnetismo con habilidades para describir y explicar y aplicar dicho conocimiento a la resolución de problemas, utilizando herramientas matemáticas formales para su solución |
| Objetivos específicos: | Analizar los fenómenos electrostáticos y magnetostáticos. Resolver la ecuación de Laplace para el potencial electrostático con diferentes tipos de condiciones en la frontera. Calcular el campo magnético dado una distribución de corriente. Calcular campos eléctricos y magnéticos en materiales. Formular e interpretar las ecuaciones de Maxwell. |
| Horas totales del curso: | (90) horas presenciales + (70) horas de autoestudio=160 horas totales |
| Créditos: | 10 créditos |
REVISIONES Y ACTUALIZACIONES:
| Academia: | Academia de electromagnetismo |
| Autores o Revisores: | Dr. Julio Cesar López Domínguez, Dr. Hugo Tototzintle Huitle y Dr. José Juan Ortega Sigala |
| Fecha de actualización por academia: | 24 de febrero de 2022 |
| Sinopsis de la revisión y/o actualización: |
PERFIL DESEABLE DEL DOCENTE:
| Disciplina profesional: | Doctorado en ciencias |
| Experiencia docente: | Experiencia profesional docente mínima de dos años |
ÍNDICE TEMÁTICO:
| TEMA: | SUBTEMA |
| Electrostática. | Distribuciones de carga.Ley de Coulomb.Campo eléctrico.Ley de Gauss.Potencial EléctricoEnergía electrostática |
| Solución de problemas electrostáticos con condiciones en la frontera. | Método de imágenes.Desarrollo MultipolarEcuaciones de Poisson y Laplace Solución a la ecuación de Laplace y aplicaciones. |
| Electrostática en medios materiales | Polarización eléctrica. Teoría microscópica de la polarización eléctrica.Desplazamiento eléctrico.Ley de Gauss. |
| Magnetostática. | Fuerza de LorentzDensidad de Corriente.Ecuación de continuidadLey de OhmCampo magnéticoLey de Biot SavartLey de AmpereEnergía magnéticaPotencial vectorial magnético |
| Propiedades magnéticas de la materia | MagnetizaciónPotencial escalar magnéticoIntensidad MagnéticaEcuaciones de campoSusceptibilidad y permeabilidad magnéticaHistéresisProblemas con condiciones de fronteraTeoría microscópica de la magnetización |
| Ecuaciones de Maxwell. | Autoinductancia.Ley de Faraday Lenz. Ecuaciones de Maxwell en forma diferencial e integralEnergía electromagnéticaTeorema de Poynting |
BIBLIOGRAFIA
| Principal: | D. J. Griffiths, “Introduction to Electrodynamics”, 3ed, Prentice Hall, 1999.O. D. Jefimenko, “Electricity and Magnetism: An Introduction to the Theory of Electric and Magnetic Fields”, Electret Scientific Co, 1989.P. Lorrain, D. Corson, “Electromagnetics Fields and Waves”, W.H.Freeman & Co Ltd., 1970.R. K. Wangsness, “Electromagnetic Fields”, Wiley, 1986.J. R. Reitz, F. J. Milford, R. W. Christy, “Foundations of Electromagnetic Theory”, Addison Wesley, 2008.L. Eyges, “The Classical Electromagnetic Field”, Dover Publications, 1980. |
| Enlaces digitales: | |
| Complementaria: |
PLANEACIÓN EDUCACIONAL:
| Competencias generales: | Describir y explicar fenómenos naturales y procesos tecnológicos en términos de conceptos, teorías y principios físicos. Adquirir hábitos de trabajo necesarios para el desarrollo de la profesión tales como el rigor científico, el autoaprendizaje y la persistencia. |
| Competencias específicas: | Plantear, analizar, y resolver problemas físicos, tanto teóricos como experimentales, mediante la utilización de métodos numéricos, analíticos o experimentales. Aplicar el conocimiento teórico de la física a la realización e interpretación de experimentos. Demostrar una compresión profunda de los conceptos de la física clásica y moderna. Identificar las leyes de la físicas involucradas en los problemas de electrostática y magnetostática. . |
CONTRIBUCIÓN AL PERFIL DE EGRESO:
| CONOCIMIENTO: | HABILIDADES: | VALORES: |
| Tener una comprensión profunda de los conceptos, métodos y principios fundamentales del electromagnetismo Conocer y saber aplicar los métodos matemáticos de la física y numéricos. Las estrategias para el logro de los aprendizajes a través del pensamiento complejo. Las metodologías básicas para la indagación y el descubrimiento en procesos de investigación. | Construir modelos simplificados que describan una situación compleja, identificando sus elementos esenciales y efectuando las aproximaciones necesarias. Operar e interpretar expresiones simbólicas. Adquirir habilidades sobre los procesos de aprendizaje y autorregularlos para desarrollar la capacidad de aprender por sí mismo. | Tener hábitos de trabajo necesarios para el desarrollo de la profesión tales como el rigor científico, el autoaprendizaje y la persistencia. Actuar con responsabilidad, honradez y ética profesional, manifestando conciencia social de solidaridad y justicia. Mostrar tolerancia en su entorno social, aceptando la diversidad cultural, étnica y humana. Desarrollar un mayor interés por aquellos problemas cuya solución sea de beneficio social y el medio ambiente |
ESTRATEGIAS PEDAGÓGICAS:
| Estrategias de enseñanza: | Estrategias de aprendizaje: |
| El docente explicará la teoría y presentará ejemplos en las clases presenciales o virtuales. El docente presentara los procedimientos y métodos típicos para resolver los problemas. Motivará a los estudiantes para trabajar de manera individual y en equipo. Discusión de preguntas y problemas en clase. | El alumno asistirá al menos a un 80% de las clases presenciales o virtuales impartidas. El estudiante trabajará en forma individual o por equipo en la comprensión de conceptos y la resolución de problemas. El estudiante desarrollará mapas conceptuales y mentales de la electrostática, magnetismo y electromagnetismo. El estudiante contestará preguntas o resolverá problemas individualmente para exponer en clase y discutir con sus compañeros. Asistirá a asesorías para resolver dudas sobre la teoría o sobre la solución de problemas. |
PROPUESTA DE CRITERIOS DE EVALUACIÓN:
| Criterio de evaluación: | Porcentaje: |
| Tres exámenes parciales Tareas Exposiciones Participación en clase Asistencia | 60% 25% 5% 10% 0% |